基于S-A与SSG/LRR-ω两种湍流模型的CHN-T1标模计算与分析
发布时间：2021-11-12 18:06
通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程,对第一届AeCW-1研讨会上要求的所有工况进行了计算,着重研究S-A湍流模型和雷诺应力模型在CHN-T1标模上的表现,评估两种湍流模型的网格收敛性,对抖振特性的模拟能力以及对雷诺数的敏感性。根据与实验数据的对比分析,得出主要结论如下:两种湍流模型都能趋向于网格收敛,雷诺应力模型的网格收敛更快。在较大迎角的工况,两种湍流模型对机翼上激波诱导的分离流有较大的差别。CHN-T1标模的尾撑,改变了飞机平尾的压力分布,并且在飞机机尾上产生复杂的三维分离流动,对俯仰力矩系数的准确计算产生了较大的影响。考虑静气弹效应,两种湍流模型计算的力矩系数比不考虑静气弹效应更大,雷诺应力模型的偏差更大。在高雷诺数工况,两种湍流模型的计算结果趋于一致。
【文章来源】：空气动力学学报. 2019,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
图１ｃａｓｅ１上中等网格和细网格在机翼机身结合处附近的表面网格分布Ｆｉｇ．１Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒｉｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｍｅｄｉｕｍｍｅｓｈ（ｌｅｆｔ）
图４展示了使用Ｓ－Ａ和ＲＳＭ模型计算得到的尾撑上的表面极限流线分布。组委会提供的非结构网格，基于的几何模型是对尾撑进行了截断处理的模图２在Ｃｏｎｆｉｇ１上使用密网格计算２°状态下的收敛历程Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｆｉｎｅｍｅｓｈａｔ２°ｏｎＣｏｎｆｉｇ１图３４°工况下ＲＳＭ在Ｃｏｎｆｉｇ２上的力系数随迭代步数变化Ｆｉｇ．３ＦｏｒｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｉｔｅｒａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ４°图４Ｃｏｎｆｉｇ２上０°工况下Ｓ－Ａ和ＲＳＭ计算的尾撑上的表面极限流线图Ｆｉｇ．４Ｓｕｒｆａｃｅｓｋｉｎ－ｆｒｉｃｔｉｏｎｌｉｎｅｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＳ－ＡａｎｄＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ０°型，在尾撑下游的流动出现大分离。Ｓ－Ａ模型计算的分离涡是一个稳定的大涡。而ＲＳＭ解析出更复杂的旋涡结构，进行非定常地脱落，导致计算难以收敛，力系数出现小幅震荡。３结果分析３．１网格收敛性研究表３是采用ＲＳＭ模型和Ｓ－Ａ模型对Ｃｏｎｆｉｇ１做的网格收敛性研究，参考了文献［２］中的实验结果和文献［２９］中的基于１０４亿网格的ＲＡＮＳ计算结果。计算表明，在密网格上仍未达到网格收敛，收敛趋势比较明确，通过外插到网格尺度为０的值也在表中列出。Ｓ－Ａ模型和ＲＳＭ模型具有相似的网格收敛过程，但Ｒ
图４展示了使用Ｓ－Ａ和ＲＳＭ模型计算得到的尾撑上的表面极限流线分布。组委会提供的非结构网格，基于的几何模型是对尾撑进行了截断处理的模图２在Ｃｏｎｆｉｇ１上使用密网格计算２°状态下的收敛历程Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｆｉｎｅｍｅｓｈａｔ２°ｏｎＣｏｎｆｉｇ１图３４°工况下ＲＳＭ在Ｃｏｎｆｉｇ２上的力系数随迭代步数变化Ｆｉｇ．３ＦｏｒｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｉｔｅｒａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ４°图４Ｃｏｎｆｉｇ２上０°工况下Ｓ－Ａ和ＲＳＭ计算的尾撑上的表面极限流线图Ｆｉｇ．４Ｓｕｒｆａｃｅｓｋｉｎ－ｆｒｉｃｔｉｏｎｌｉｎｅｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＳ－ＡａｎｄＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ０°型，在尾撑下游的流动出现大分离。Ｓ－Ａ模型计算的分离涡是一个稳定的大涡。而ＲＳＭ解析出更复杂的旋涡结构，进行非定常地脱落，导致计算难以收敛，力系数出现小幅震荡。３结果分析３．１网格收敛性研究表３是采用ＲＳＭ模型和Ｓ－Ａ模型对Ｃｏｎｆｉｇ１做的网格收敛性研究，参考了文献［２］中的实验结果和文献［２９］中的基于１０４亿网格的ＲＡＮＳ计算结果。计算表明，在密网格上仍未达到网格收敛，收敛趋势比较明确，通过外插到网格尺度为０的值也在表中列出。Ｓ－Ａ模型和ＲＳＭ模型具有相似的网格收敛过程，但Ｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非结构混合网格的CHN-T1标模气动特性预测[J]. 张耀冰,唐静,陈江涛,邓有奇. 空气动力学学报. 2019(02)
[2]采用TRIP3.0模拟CHN-T1模型气动特性[J]. 李伟,王运涛,洪俊武,孟德虹,李桦. 空气动力学学报. 2019(02)
[3]基于HyperFLOW平台的客机标模CHN-T1气动性能预测及可信度研究[J]. 王年华,常兴华,赵钟,马戎,张来平. 空气动力学学报. 2019(02)
[4]CHN-T1标模2.4米风洞气动特性试验研究[J]. 李强,刘大伟,许新,陈德华. 空气动力学学报. 2019(02)
[5]单通道客机气动标模CHN-T1设计[J]. 余永刚,周铸,黄江涛,牟斌,黄勇,王运涛. 空气动力学学报. 2018(03)
[6]雷诺应力模型的初步应用[J]. 董义道,王东方,王光学,邓小刚. 国防科技大学学报. 2016(04)
[7]微分雷诺应力模型在激波分离流中的应用[J]. 聂胜阳,高正红,黄江涛. 空气动力学学报. 2012(01)
[8]EARSM和DRSM在亚音速旋涡流动中的应用[J]. 聂胜阳,高正红,黄江涛. 应用力学学报. 2011(06)
本文编号：3491412
【文章来源】：空气动力学学报. 2019,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
图１ｃａｓｅ１上中等网格和细网格在机翼机身结合处附近的表面网格分布Ｆｉｇ．１Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒｉｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｍｅｄｉｕｍｍｅｓｈ（ｌｅｆｔ）
图４展示了使用Ｓ－Ａ和ＲＳＭ模型计算得到的尾撑上的表面极限流线分布。组委会提供的非结构网格，基于的几何模型是对尾撑进行了截断处理的模图２在Ｃｏｎｆｉｇ１上使用密网格计算２°状态下的收敛历程Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｆｉｎｅｍｅｓｈａｔ２°ｏｎＣｏｎｆｉｇ１图３４°工况下ＲＳＭ在Ｃｏｎｆｉｇ２上的力系数随迭代步数变化Ｆｉｇ．３ＦｏｒｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｉｔｅｒａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ４°图４Ｃｏｎｆｉｇ２上０°工况下Ｓ－Ａ和ＲＳＭ计算的尾撑上的表面极限流线图Ｆｉｇ．４Ｓｕｒｆａｃｅｓｋｉｎ－ｆｒｉｃｔｉｏｎｌｉｎｅｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＳ－ＡａｎｄＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ０°型，在尾撑下游的流动出现大分离。Ｓ－Ａ模型计算的分离涡是一个稳定的大涡。而ＲＳＭ解析出更复杂的旋涡结构，进行非定常地脱落，导致计算难以收敛，力系数出现小幅震荡。３结果分析３．１网格收敛性研究表３是采用ＲＳＭ模型和Ｓ－Ａ模型对Ｃｏｎｆｉｇ１做的网格收敛性研究，参考了文献［２］中的实验结果和文献［２９］中的基于１０４亿网格的ＲＡＮＳ计算结果。计算表明，在密网格上仍未达到网格收敛，收敛趋势比较明确，通过外插到网格尺度为０的值也在表中列出。Ｓ－Ａ模型和ＲＳＭ模型具有相似的网格收敛过程，但Ｒ
图４展示了使用Ｓ－Ａ和ＲＳＭ模型计算得到的尾撑上的表面极限流线分布。组委会提供的非结构网格，基于的几何模型是对尾撑进行了截断处理的模图２在Ｃｏｎｆｉｇ１上使用密网格计算２°状态下的收敛历程Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｆｉｎｅｍｅｓｈａｔ２°ｏｎＣｏｎｆｉｇ１图３４°工况下ＲＳＭ在Ｃｏｎｆｉｇ２上的力系数随迭代步数变化Ｆｉｇ．３ＦｏｒｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｉｔｅｒａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ４°图４Ｃｏｎｆｉｇ２上０°工况下Ｓ－Ａ和ＲＳＭ计算的尾撑上的表面极限流线图Ｆｉｇ．４Ｓｕｒｆａｃｅｓｋｉｎ－ｆｒｉｃｔｉｏｎｌｉｎｅｓｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＳ－ＡａｎｄＲＳＭｏｎＣｏｎｆｉｇ２ａｔａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋ０°型，在尾撑下游的流动出现大分离。Ｓ－Ａ模型计算的分离涡是一个稳定的大涡。而ＲＳＭ解析出更复杂的旋涡结构，进行非定常地脱落，导致计算难以收敛，力系数出现小幅震荡。３结果分析３．１网格收敛性研究表３是采用ＲＳＭ模型和Ｓ－Ａ模型对Ｃｏｎｆｉｇ１做的网格收敛性研究，参考了文献［２］中的实验结果和文献［２９］中的基于１０４亿网格的ＲＡＮＳ计算结果。计算表明，在密网格上仍未达到网格收敛，收敛趋势比较明确，通过外插到网格尺度为０的值也在表中列出。Ｓ－Ａ模型和ＲＳＭ模型具有相似的网格收敛过程，但Ｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非结构混合网格的CHN-T1标模气动特性预测[J]. 张耀冰,唐静,陈江涛,邓有奇. 空气动力学学报. 2019(02)
[2]采用TRIP3.0模拟CHN-T1模型气动特性[J]. 李伟,王运涛,洪俊武,孟德虹,李桦. 空气动力学学报. 2019(02)
[3]基于HyperFLOW平台的客机标模CHN-T1气动性能预测及可信度研究[J]. 王年华,常兴华,赵钟,马戎,张来平. 空气动力学学报. 2019(02)
[4]CHN-T1标模2.4米风洞气动特性试验研究[J]. 李强,刘大伟,许新,陈德华. 空气动力学学报. 2019(02)
[5]单通道客机气动标模CHN-T1设计[J]. 余永刚,周铸,黄江涛,牟斌,黄勇,王运涛. 空气动力学学报. 2018(03)
[6]雷诺应力模型的初步应用[J]. 董义道,王东方,王光学,邓小刚. 国防科技大学学报. 2016(04)
[7]微分雷诺应力模型在激波分离流中的应用[J]. 聂胜阳,高正红,黄江涛. 空气动力学学报. 2012(01)
[8]EARSM和DRSM在亚音速旋涡流动中的应用[J]. 聂胜阳,高正红,黄江涛. 应用力学学报. 2011(06)
本文编号：3491412
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